KR20140030460A - Step shape semiconductor memory device and method for manufacturing of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 계단형의 상변화 메모리 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a stepped phase change memory device and a method for manufacturing the same.
정보 통신 분야의 급속한 발달과 정보 매체의 급속한 대중화에 따라 초고속 동작이 가능하고 대용량의 메모리 저장 능력을 가지는 차세대 반도체 메모리 소자에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. With the rapid development of the information and communication field and the rapid popularization of information media, the demand for next-generation semiconductor memory devices capable of ultra-fast operation and large memory storage capacity is increasing.
차세대 반도체 메모리 소자는 디램등의 휘발성 메모리 소자 및 플래쉬 메모리등의 비휘발성 메모리 소자의 장점을 취하여 개발된 것으로서, 구동시 전력 소모량이 적으면서도 데이터의 유지 및 리드 라이트 동작 특성이 우수하다. Next-generation semiconductor memory devices have been developed to take advantage of volatile memory devices such as DRAM and nonvolatile memory devices such as flash memory, and have excellent data retention and read / write operation characteristics with low power consumption during driving.
이러한 차세대 반도체 메모리 소자로서는 PCRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistive Random Access Memory), STT-RAM(Spin Transfer Torque Random Access Memory) 또는 PoRAM(Polymer Random Access Memory)등의 소자가 활발히 연구되고 있다.As such next-generation semiconductor memory devices, devices such as PCRAM (Phase Change Random Access Memory), RRAM (Resistive Random Access Memory), STT-RAM (Spin Transfer Torque Random Access Memory) or PoRAM (Polymer Random Access Memory) have been actively studied. .
한편, 상기와 같은 반도체 메모리 소자들을 제조함에 있어서, 집적회로가 구현되는 메모리 셀들을 인쇄회로기판(PCB)상에 평면적으로 배치시키는 2차원 구조의 집적도 향상은 그 한계에 도달하였다. 따라서, 최근에는 이러한 2차원 구조에서 벗어나 메모리 셀들을 기판으로부터 수직하게 적층시키는 3차원 구조에 관한 기술로 점차 다양하게 발전하고 있다.Meanwhile, in manufacturing the semiconductor memory devices as described above, the improvement in the degree of integration of a two-dimensional structure in which memory cells in which an integrated circuit is implemented is planarly disposed on a printed circuit board (PCB) has reached its limit. Therefore, in recent years, various developments have been made to the technology related to a three-dimensional structure in which memory cells are vertically stacked from a substrate.
일반적으로 반도체 메모리 소자는 이온주입공정(불순물 확산공정), 증착공정, 식각공정, 평탄화공정, 세정공정, 건조공정, 패키지 공정등과 같은 수많은 단위 공정들을 반복 수행함으로써 제조하게 된다.In general, a semiconductor memory device is manufactured by repeatedly performing a number of unit processes such as an ion implantation process (impurity diffusion process), a deposition process, an etching process, a planarization process, a cleaning process, a drying process, and a packaging process.
특히, 상기 패턴 형성을 위한 식각공정 중, 포토리소그라피 공정은 마스크 제작, 감광막 도포, 노광(exposure)/현상(develop) 과정등이 수반되는 공정으로서, 반도체 메모리 소자의 비트라인/워드라인을 비롯한 다양한 단위 패턴들을 제조하는데 이용되는 매우 기본적이고도 중요한 역할을 담당하는 공정이다.In particular, among the etching processes for forming the pattern, the photolithography process is a process involving a mask fabrication, a photoresist coating, an exposure / development process, and the like, including a bit line and a word line of a semiconductor memory device. It is a process that plays a very basic and important role used to make unit patterns.
그러나, 반도체 메모리 소자의 고집적화에 따라 패턴의 선폭이 노광 한계 해상도(resolution)보다 작아져 공정의 난이도가 점차 높아지고 있으며, 이에 따라 페일 발생률이 높아지고 있다. 또한, 메모리 셀을 구성하는 단위 패턴 제조시마다 각각의 마스크를 따로 제작하여야 하므로 제조 비용을 증가시키게 된다. However, with the higher integration of semiconductor memory devices, the line width of the pattern is smaller than the exposure limit resolution, so that the difficulty of the process is gradually increased, thereby increasing the fail generation rate. In addition, each mask is manufactured separately for each unit pattern constituting the memory cell, thereby increasing manufacturing cost.
따라서, 본 분야에서는 반도체 메모리 소자의 수율을 증대시키고 제조 비용을 감소시키기 위해서 이러한 포토리소그라피 공정을 최소화할 수 있는 다양한 방법들이 연구되고 있다. Accordingly, various methods for minimizing the photolithography process have been studied in order to increase the yield of semiconductor memory devices and reduce manufacturing costs.
본 발명의 목적은, 포토리소그라피 공정 횟수를 최소화할 수 있도록 하는 계단형의 반도체 메모리 소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a stepped semiconductor memory device and a method of manufacturing the same to minimize the number of photolithography process.
본 발명의 다른 목적은, 수율을 증대시키고 제조비용을 최소화할 수 있도록 하는 계단형의 반도체 메모리 소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a stepped semiconductor memory device and a method for manufacturing the same, which can increase the yield and minimize the manufacturing cost.
본 발명의 다른 목적은, 고집적에 유리한 계단형의 반도체 메모리 소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a stepped semiconductor memory device and a method for manufacturing the same, which are advantageous for high integration.
본 발명의 제1실시예에 따른 계단형의 반도체 메모리 소자는, 반도체 기판 상부에 슬리밍 공정을 통하여 형성된 계단형의 절연막; 상기 계단형의 절연막 측부에 형성되어 있으며, 데이터 저장물질의 최상부 표면이 주위의 다른 물질막과 동일선상에 위치하는 다수개의 메모리 셀; 상기 계단형의 절연막 상에 형성되며, 상기 메모리 셀의 하부에 형성되어 있는 계단형의 워드라인; 및 상기 메모리 셀의 상부에 상기 워드라인과 교차 형성되어 있는 비트라인을 포함한다. A stepped semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention includes a stepped insulating film formed on a semiconductor substrate through a slimming process; A plurality of memory cells formed on the sidewalls of the stepped insulating layer and having the top surface of the data storage material collinear with other surrounding material films; A stepped word line formed on the stepped insulating layer and formed under the memory cell; And a bit line intersecting the word line on the memory cell.
본 발명의 제2실시예에 따른 계단형의 반도체 메모리 소자는, 반도체 기판 상부에 슬리밍 공정을 통하여 형성된 계단형의 절연막; 상기 계단형의 절연막 측부에 형성되어 있으며, 데이터 저장물질의 최상부 표면이 주위의 다른 물질막에 비해 보다 높은 다수개의 메모리 셀; 상기 계단형의 절연막 상에 형성되며, 상기 메모리 셀의 하부에 형성되어 있는 계단형의 워드라인; 및 상기 메모리 셀의 상부에 상기 워드라인과 교차 형성되어 있는 비트라인을 포함한다.A stepped semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention includes a stepped insulating film formed on a semiconductor substrate through a slimming process; A plurality of memory cells formed on a side of the stepped insulating layer and having a top surface of the data storage material higher than other material films in the vicinity; A stepped word line formed on the stepped insulating layer and formed under the memory cell; And a bit line intersecting the word line on the memory cell.
본 발명의 제1실시예에 따른 계단형 반도체 메모리 소자의 제조방법은, 반도체 기판 상부에 제1층간절연막을 증착한 뒤, 상기 제1층간절연막에 식각 공정을 반복 실시하여 계단 구조로 형성하는 단계와; 상기 계단 구조의 제1층간절연막 상부에 워드라인용 도전막을 증착하는 단계와; 상기 워드라인용 도전막 상부에 제2층간절연막을 증착한 뒤, 상기 제2층간절연막을 식각하여 상기 워드라인용 도전막의 측벽에 상기 제2층간절연막을 형성하는 단계와; 상기 제2층간절연막이 형성되어 있는 반도체 기판 상부에 제3층간절연막을 증착한 뒤, 상기 제3층간절연막을 식각하여 상기 제2층간절연막의 측벽에 상기 제3층간절연막을 형성하는 단계와; 상기 제3층간절연막이 형성되어 있는 반도체 기판 상부에 제4층간절연막을 증착한 뒤, 상기 제4층간절연막에서 워드라인용 도전막에 이르도록 식각 공정을 실시하여 상기 워드라인용 도전막을 개별 워드라인으로 분리하는 단계와; 상기 개별 워드라인이 형성되어 있는 반도체 기판 상부에 제5층간절연막을 증착하여 상기 개별 워드라인 사이에 존재하는 홈을 갭필하는 단계와; 상기 제5층간절연막이 증착되어 있는 반도체 기판에 대하여 식각 공정을 실시하여 상기 제3층간절연막의 윗면을 노출시킨 뒤, 상기 노출된 제3층간절연막을 제거하는 단계와; 상기 제3층간절연막이 제거된 홀에 데이터 저장물질을 형성하는 단계와; 상기 데이터 저장물질 상부에 비트라인을 형성하는 단계를 포함한다. In the manufacturing method of the stepped semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, the step of depositing a first interlayer insulating film on the semiconductor substrate, and repeating the etching process on the first interlayer insulating film to form a step structure Wow; Depositing a conductive film for a word line on the first interlayer insulating film of the staircase structure; Depositing a second interlayer insulating film on the word line conductive film, and etching the second interlayer insulating film to form the second interlayer insulating film on sidewalls of the word line conductive film; Depositing a third interlayer dielectric layer on the semiconductor substrate on which the second interlayer dielectric layer is formed, and etching the third interlayer dielectric layer to form the third interlayer dielectric layer on sidewalls of the second interlayer dielectric layer; After depositing a fourth interlayer dielectric layer on the semiconductor substrate on which the third interlayer dielectric layer is formed, an etching process is performed from the fourth interlayer dielectric layer to the word line conductive layer to separate the word line conductive layers into individual word lines. Separating into; Depositing a fifth interlayer dielectric layer on the semiconductor substrate on which the individual word lines are formed, thereby gap filling the grooves between the individual word lines; Performing an etching process on the semiconductor substrate on which the fifth interlayer insulating film is deposited to expose an upper surface of the third interlayer insulating film, and then removing the exposed third interlayer insulating film; Forming a data storage material in the hole from which the third interlayer insulating film is removed; Forming a bit line on the data storage material.
본 발명에 의하면, 반도체 기판 상부에 슬리밍 공정을 통하여 계단형의 절연막을 형성한 뒤, 수회의 물질막(도전막, 절연막) 증착 공정 및 스페이서 식각 공정을 실시하여 상기 계단형의 절연막 측벽에 다수개의 메모리 셀을 형성한다. According to the present invention, a stepped insulating film is formed on a semiconductor substrate through a slimming process, and then a plurality of material film (conductive film, insulating film) deposition processes and a spacer etching process are performed to form a plurality of sidewalls of the stepped insulating film. Form a memory cell.
이처럼, 본 발명에서는 물질막을 패터닝함에 있어서, 스페이서 식각 공정을 주로 사용하고, 물질 패턴을 위한 타 공정에 비해 상대적으로 비용 손실이 많은 포토리소그라피 공정 횟수를 최소화함으로써 수율을 증대시키고 제조비용을 절감할 수 있게 된다. As described above, in the present invention, when the material film is patterned, the spacer etching process is mainly used, and the yield can be increased and the manufacturing cost can be reduced by minimizing the number of photolithography processes, which are relatively costly compared with other processes for the material pattern. Will be.
또한, 다수개의 메모리 셀들이 계단 구조를 이루고 있어 고집적에 한층 더 유리하다. In addition, a plurality of memory cells have a step structure, which is more advantageous for high integration.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 계단형의 반도체 메모리 소자를 나타낸다.
도 2a 내지 도 2n은 본 발명의 제1실시예에 따른 계단형 반도체 메모리 소자의 제조과정을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 계단형의 반도체 메모리 소자를 나타낸다.
도 4a 내지 도 4n은 본 발명의 제2실시예에 따른 계단형 반도체 메모리 소자의 제조과정을 나타낸다.1 shows a stepped semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.
2A to 2N illustrate a manufacturing process of a stepped semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.
3 shows a stepped semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.
4A to 4N illustrate a manufacturing process of a stepped semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.
이하, 하기의 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 계단형의 반도체 메모리 소자 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, a stepped semiconductor memory device and a method of manufacturing the same according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명의 제1실시예에 따른 계단형의 반도체 메모리 소자가 도시되어 있다.1 shows a stepped semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 반도체 기판(100) 상부에 슬리밍 공정을 통하여 형성된 계단형의 절연막(102)이 도시되어 있다. 그리고, 상기 계단형의 절연막(102) 측부에 다수개의 메모리 셀(120)들이 형성되어 있다. 그리고, 상기 메모리 셀(120)의 하부 및 상부에는 각각 워드라인(106a) 및 비트라인(122a)이 서로 교차 연결되어 있다. Referring to FIG. 1, a stepped
본 발명에서는 상기 메모리 셀(120)을 형성함에 있어서, 수회의 물질막(도전막, 절연막) 증착 공정 및 스페이서 식각 공정을 실시하고, 물질 패턴을 위한 타 공정에 비해 상대적으로 비용 손실이 많은 포토리소그라피 공정 횟수를 최소화함으로써 제조비용을 절감할 수 있게 된다.In the present invention, in forming the
그러면, 하기의 도면을 참조하여 상기 메모리 셀(120)의 제조과정을 보다 구체적으로 살펴보기로 하자. Next, a manufacturing process of the
도 2a 내지 도 2n에는 본 발명의 제1실시예에 따른 계단형 반도체 메모리 소자의 제조과정이 순차적으로 도시되어 있다. 이때, 설명의 편의를 위하여 상기 도 1에 도시되어 있는 반도체 메모리 소자의 좌측 "A" 영역에 대해서만 언급하기로 한다. 2A through 2N sequentially illustrate a step of manufacturing a stepped semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. In this case, for convenience of description, only the left "A" region of the semiconductor memory device illustrated in FIG. 1 will be referred to.
도 2a를 참조하면, 반도체 기판(100) 상부에 제1층간절연막(102)을 증착한다. 그리고 나서, 통상의 슬리밍(slimming) 공정을 실시하여 상기 제1층간절연막(102)을 계단 구조로 형성한다. Referring to FIG. 2A, a first interlayer
도 2a에 도시된 것과 같이, 상기 계단 구조의 제1층간절연막(102)에는 슬리밍 공정 횟수만큼 다수개의 측벽(104)이 존재하게 된다. 본 발명에서는 수회의 물질막 증착 공정 및 스페이서 식각 공정을 통해 상기 측벽(104)에 다수개의 메모리 셀을 형성하게 된다. As shown in FIG. 2A, a plurality of
도 2b를 참조하면, 상기 제1층간절연막(102) 상부에 워드라인용 도전막(106)을 증착한다.Referring to FIG. 2B, a word line
이때, 상기 워드라인용 도전막(106)으로서는 예컨대, 금속, 합금, 금속 산화질화물 또는 도전성 탄소화합물등이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로는, W, Cu, TiN, TaN, WN, MoN, NbN, TiSiN, TiAlN, TiBN, ZrSiN, WSiN, WBN, ZrAlN, MoSiN, MoAlN, TaSiN, TaAlN, Ti, Mo, Ta, TiSi, TaSi, TiW, TiON, TiAlON, WON, TaON등이 이용될 수 있다. In this case, as the
도 2c를 참조하면, 상기 워드라인용 도전막(106) 상부에 제2층간절연막(108)을 증착한다.Referring to FIG. 2C, a second
도 2d를 참조하면, 상기 제2층간절연막(108)에 대하여 제1차 스페이서 식각 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 제2층간절연막(108)이 상기 워드라인용 도전막(106)의 측벽과 일부 상부에만 존재하게 된다. 보다 구체적으로, 상기 워드라인용 도전막(106)의 제1단부터 제4단(106-1, 106-2, 106-3, 106-4)의 측벽, 제5단(106-5)의 측벽 및 일부 상부에 상기 제2층간절연막(108)이 존재하게 된다.Referring to FIG. 2D, a first spacer etching process is performed on the second interlayer
도 2e를 참조하면, 상기 결과물의 상부에 제3층간절연막(110)을 증착한다. 이때, 상기 제3층간절연막(110)은 상기 제2층간절연막(108)과는 서로 다른 종류의 절연물질로 증착하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 2E, a third interlayer
도 2f를 참조하면, 상기 제3층간절연막(110)에 대하여 제2차 스페이서 식각 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 제3층간절연막(110)이 상기 제2층간절연막의 측벽에만 존재하게 된다. 보다 구체적으로, 상기 제2층간절연막(108)의 제1단 부터 제6단(108-1, 108-2, 108-3, 108-4, 108-5, 108-6)의 측벽에만 존재하게 된다. Referring to FIG. 2F, a second spacer etching process is performed on the third interlayer
이때, 상기 제3층간절연막(110)을 스페이서 식각하는 과정에서 상기 제2층간절연막(108)이 함께 제거되지 않도록 하여야 한다. 그러기 위해서는 이미 언급한 바와 같이, 상기 제3층간절연막(110)과 제2층간절연막(108)은 서로 다른 종류의 절연물질로 증착하는 것이 바람직할 뿐만 아니라, 상기 제2층간절연막(108)에 대하여 우수한 식각선택비를 가지는 에천트(etchant)를 이용하여 상기 제3층간절연막(110)에 대하여 스페이서 식각 공정을 실시하는 것이 바람직하다. In this case, the second interlayer
도 2g를 참조하면, 상기 결과물의 상부에 제4층간절연막(112)을 증착한다. 이때, 상기 제4층간절연막(112)은 상기 제2층간절연막(108)과 동일한 절연물질 또는 이와는 서로 다른 절연물질로 증착할 수 있다.Referring to FIG. 2G, a fourth
도 2h를 참조하면, 상기 제4층간절연막(112)에서 워드라인용 도전막(106)에 이르도록 포토리소그라피 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 제4층간절연막(112)에서 워드라인용 도전막(106)에 이르는 일정간격의 홈(114)이 형성되어 상기 워드라인용 도전막(106)이 각각의 개별 워드라인(106a)으로 분리된다.Referring to FIG. 2H, a photolithography process is performed to reach from the fourth
도 2i를 참조하면, 상기 개별 워드라인(106a)이 형성되어 있는 반도체 기판(100) 상부에 제5층간절연막(116)을 증착하여 상기 개별 워드라인(106a) 사이에 존재하는 홈(114)을 갭필한다. 이때, 상기 제5층간절연막(116)은 앞서 사용되었던 층간절연막(102, 108, 110, 112)들과 동일한 절연물질 또는 이들과는 서로 다른 절연물질로 증착할 수 있다.Referring to FIG. 2I, a fifth
도 2j를 참조하면, 상기 제5층간절연막(116)이 증착되어 있는 반도체 기판(100)에 대하여 제3차 스페이서 식각 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 제2층간절연막(108) 및 제3층간절연막(110)의 윗면이 노출된다. 또는, 상기 스페이서 식각 공정 이외에 통상의 슬리밍 공정을 실시하여 상기 제2층간절연막(108) 및 제3층간절연막(110)의 윗면을 노출시킬 수도 있다.Referring to FIG. 2J, a third spacer etching process is performed on the
상기 스페이서 식각 공정 결과, 상기 제3층간절연막(110)은 일정 간격으로 분리되어 있으며, 주변의 다른 층간절연막들에 의해 둘러싸여 다수개의 섬 형태를 이루고 있다.As a result of the spacer etching process, the third
도 2k를 참조하면, 상기 섬 형태의 제3층간절연막(110)에 대하여 딥아웃(dipout) 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 제3층간절연막(110)이 제거된 영역에는 홀(118)이 형성된다.Referring to FIG. 2K, a dipout process is performed on the island-type third
도 2l을 참조하면, 상기 홀(118)이 형성되어 있는 반도체 기판(100)에 데이터 저장물질(120)을 증착한다. 이때, 상기 홀(118) 내부에 데이터 저장물질(120)이 완전히 매립될 수 있도록 충분한 두께로 데이터 저장물질(120)을 증착한다. 그리고 나서, 상기 데이터 저장물질(120)이 형성된 반도체 기판(100)에 대하여 에치백 공정을 실시하여 상기 홀(118) 내부에만 데이터 저장물질(120)이 남겨지도록 한다. Referring to FIG. 2L, the
이때, 상기 홀(118)에 매립되는 상기 데이터 저장물질의 종류에 따라 PCRAM, RRAM, STT-RAM, PoRAM등을 형성할 수 있게 된다. In this case, the PCRAM, the RRAM, the STT-RAM, the PoRAM, etc. may be formed according to the type of the data storage material buried in the
예컨대, PCRAM을 형성하고자 하는 경우, 상기 홀(118) 내부에 다이오드와 데이터 저장물질을 차례로 증착한다. For example, when forming a PCRAM, a diode and a data storage material are sequentially deposited in the
상기 다이오드는 셀을 선택하기 위한 스위칭 소자로서, Si, SiGe, Ge, GaAs등으로 형성하거나, PN 다이오드 또는 쇼트키 다이오드로도 형성할 수 있다.The diode is a switching element for selecting a cell, and may be formed of Si, SiGe, Ge, GaAs, or the like, or may be formed of a PN diode or a Schottky diode.
그리고, 상기 데이터 저장물질로서, Te, Se, Ge, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 데이터 저장물질로서, Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, S, Si, P, O, N 및 이들의 혼합물 또는 합금으로 형성할 수 있다. 그리고, 상기 데이터 저장물질 매립시, 단면적을 감소시키기 위하여 홀(118)의 내부 측벽에 스페이서(미도시)를 더 형성할 수도 있다.The data storage material may be formed of a material selected from the group consisting of Te, Se, Ge, mixtures thereof, and alloys thereof. More specifically, the data storage material may be formed of Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, S, Si, P, O, N, and mixtures or alloys thereof. When the data storage material is embedded, a spacer (not shown) may be further formed on the inner sidewall of the
그리고, 상기 다이오드 상부에 히터(미도시)를 더 형성할 수도 있는데, 이러한 히터로서는 상기 워드라인(106a) 형성에 사용된 물질인 합금, 금속 산화질화물 또는 도전성 탄소화합물등으로 형성할 수 있다. 보다 구체적으로 W, Cu, TiN, TaN, WN, MoN, NbN, TiSiN, TiAlN, TiBN, ZrSiN, WSiN, WBN, ZrAlN, MoSiN, MoAlN, TaSiN, TaAlN, Ti, Mo, Ta, TiSi, TaSi, TiW, TiON, TiAlON, WON, TaON등으로 형성할 수 있다. 또는 MIEC(Mixed Ionic Electronic Conductor), OTS(Ovonix Threshold Switch) 특성을 가지는 물질로도 형성할 수도 있다.In addition, a heater (not shown) may be further formed on the diode, and the heater may be formed of an alloy, a metal oxynitride, a conductive carbon compound, or the like, which is a material used to form the
그리고, 상기 스위칭 소자인 다이오드와 히터의 계면간 접촉 저항을 감소시키기 위하여 오믹층(미도시)을 더 형성할 수 있다. 이때, 상기 오믹층은 예컨대 실리사이드로 형성될 수 있다.In addition, an ohmic layer (not shown) may be further formed to reduce contact resistance between the diode, which is the switching element, and the interface of the heater. In this case, the ohmic layer may be formed of silicide, for example.
도 2m을 참조하면, 상기 데이터 저장물질(120)이 형성되어 있는 반도체 기판(100) 상부에 비트라인용 도전막(122)을 증착한다. 이때, 상기 비트라인용 도전막(122)으로서는 예컨대, 금속, 합금, 금속 산화질화물 또는 도전성 탄소화합물등이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로는, W, Cu, TiN, TaN, WN, MoN, NbN, TiSiN, TiAlN, TiBN, ZrSiN, WSiN, WBN, ZrAlN, MoSiN, MoAlN, TaSiN, TaAlN, Ti, Mo, Ta, TiSi, TaSi, TiW, TiON, TiAlON, WON, TaON등이 이용될 수 있다. Referring to FIG. 2M, a bit line
도 2n을 참조하면, 상기 비트라인용 도전막(122)에 대하여 제4차 스페이서 식각 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 데이터 저장물질(120) 상부에만 비트라인용 도전막이 남아 각각의 개별 비트라인(122a)을 형성하게 된다. 그리고, 이처럼 개별 분리된 비트라인(122a)은 하부의 워드라인(106a)과 서로 교차 연결되어 셀을 선택 구동시키게 된다.Referring to FIG. 2N, a fourth spacer etching process may be performed on the bit line
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 반도체 기판 상부에 슬리밍 공정을 통하여 계단형의 절연막을 형성한 뒤, 수회의 물질막(도전막, 절연막) 증착 공정 및 스페이서 식각 공정을 실시하여 상기 계단형의 절연막 측벽에 다수개의 메모리 셀을 형성한다.As described above, in the present invention, a stepped insulating film is formed on the semiconductor substrate through a slimming process, and then a plurality of material film (conductive film, insulating film) deposition processes and a spacer etching process are performed. Form a plurality of memory cells in the.
구체적으로 살펴보면, 상기 도 2a 내지 도 2n에 도시되어 있는 반도체 메모리 소자의 제조과정, 즉 하부의 워드라인에서 상부의 비트라인을 형성하는 과정에서 포토리소그라피 공정은 워드라인용 도전막을 개별 워드라인으로 분리시키는 과정(도 2g → 2h)에서 1번 적용되었다. Specifically, in the process of manufacturing the semiconductor memory device illustrated in FIGS. 2A through 2N, that is, in the process of forming the upper bit line from the lower word line, the photolithography process separates the conductive film for the word line into individual word lines. It was applied once in the process (Fig. 2g → 2h).
이처럼, 본 발명에서는 물질막을 패터닝함에 있어서, 스페이서 식각 공정을 주로 사용하는 반면, 패턴 형성을 위한 타 식각공정에 비해 공정이 복잡하고 난이도가 높아 상대적으로 비용손실이 많은 포토리소그라피 공정 횟수를 최소화함으로써 수율을 증대시키고 제조비용을 절감할 수 있게 된다. 또한, 다수개의 메모리 셀들이 계단 구조를 이루고 있어 고집적에 한층 더 유리한 장점을 가진다. As described above, the present invention mainly uses a spacer etching process in patterning a material film, while minimizing the number of photolithography processes, which are relatively costly and have high cost, compared to other etching processes for pattern formation. It is possible to increase the cost and reduce the manufacturing cost. In addition, since a plurality of memory cells have a step structure, it is more advantageous for high integration.
한편, 도 3에는 본 발명의 제2실시예에 따른 계단형의 반도체 메모리 소자가 도시되어 있다.3 shows a stepped semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 반도체 기판(200) 상부에 슬리밍 공정을 통하여 형성된 계단형의 절연막(202)이 도시되어 있다. 그리고, 상기 계단형의 절연막(202) 측부에 다수개의 메모리 셀(220)들이 형성되어 있다. 그리고, 상기 메모리 셀(220)의 하부 및 상부에는 각각 워드라인(206a) 및 비트라인(222a)이 서로 교차 연결되어 있다. Referring to FIG. 3, a stepped insulating
상기 메모리 셀(220)을 상기 도 1의 메모리 셀(120)과 비교해 보면, 상기 도 1의 메모리 셀(120)은 데이터 저장물질이 홀(118) 내부에만 형성되어 있는데 비하여, 도 3의 메모리 셀(220)은 데이터 저장물질이 홀(하기 도 4k의 "218") 내부 및 그 상부에 일정 두께 남겨진 형태이다.Comparing the
본 발명에서는 상기 메모리 셀(220)을 형성함에 있어서, 수회의 물질막(도전막, 절연막) 증착 공정 및 스페이서 식각 공정을 실시하고, 물질 패턴을 위한 타 공정에 비해 상대적으로 비용 손실이 많은 포토리소그라피 공정 횟수를 최소화함으로써 제조비용을 절감할 수 있게 된다.In the present invention, in forming the
그러면, 하기의 도면을 참조하여 상기 메모리 셀(220)의 제조과정을 보다 구체적으로 살펴보기로 하자. Next, a manufacturing process of the
도 4a 내지 도 4n에는 본 발명의 제2실시예에 따른 계단형 반도체 메모리 소자의 제조과정이 순차적으로 도시되어 있다. 이때, 설명의 편의를 위하여 상기 도 1에 도시되어 있는 반도체 메모리 소자의 좌측 "B" 영역에 대해서만 언급하기로 한다. 그리고, 도 4a 내지 도 4k까지는 상기 제1실시예에 따른 반도체 메모리 소자의 제조과정과 동일하다. 4A to 4N sequentially illustrate a manufacturing process of the stepped semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention. In this case, for convenience of description, only the left "B" region of the semiconductor memory device illustrated in FIG. 1 will be referred to. 4A through 4K are the same as the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the first embodiment.
도 4a를 참조하면, 반도체 기판(200) 상부에 제1층간절연막(202)을 증착한다. 그리고 나서, 통상의 슬리밍 공정을 실시하여 상기 제1층간절연막(202)을 계단 구조로 형성한다. Referring to FIG. 4A, a first
도 4a에 도시된 것과 같이, 상기 계단 구조의 제1층간절연막(202)에는 슬리밍 공정 횟수만큼 다수개의 측벽(204)이 존재하게 된다. 본 발명에서는 수회의 물질막 증착 공정 및 스페이서 식각 공정을 통해 상기 측벽(204)에 다수개의 메모리 셀을 형성하게 된다. As shown in FIG. 4A, a plurality of
도 4b를 참조하면, 상기 제1층간절연막(202) 상부에 워드라인용 도전막(206)을 증착한다.Referring to FIG. 4B, a word line
이때, 상기 워드라인용 도전막(206)으로서는 예컨대, 금속, 합금, 금속 산화질화물 또는 도전성 탄소화합물등이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로는, W, Cu, TiN, TaN, WN, MoN, NbN, TiSiN, TiAlN, TiBN, ZrSiN, WSiN, WBN, ZrAlN, MoSiN, MoAlN, TaSiN, TaAlN, Ti, Mo, Ta, TiSi, TaSi, TiW, TiON, TiAlON, WON, TaON등이 이용될 수 있다. In this case, as the
도 4c를 참조하면, 상기 워드라인용 도전막(206) 상부에 제2층간절연막(208)을 증착한다.Referring to FIG. 4C, a second
도 4d를 참조하면, 상기 제2층간절연막(208)에 대하여 제1차 스페이서 식각 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 제2층간절연막(208)이 상기 워드라인용 도전막(206)의 측벽과 일부 상부에만 존재하게 된다. 보다 구체적으로, 상기 워드라인용 도전막(206)의 제1단부터 제4단(206-1, 206-2, 206-3, 206-4)의 측벽, 제5단(206-5)의 측벽 및 일부 상부에 상기 제2층간절연막(208)이 존재하게 된다.Referring to FIG. 4D, a first spacer etching process is performed on the second
도 4e를 참조하면, 상기 결과물의 상부에 제3층간절연막(210)을 증착한다. 이때, 상기 제3층간절연막(210)은 상기 제2층간절연막(208)과는 서로 다른 종류의 절연물질로 증착하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 4E, a third
도 4f를 참조하면, 상기 제3층간절연막(210)에 대하여 제2차 스페이서 식각 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 제3층간절연막(210)이 상기 제2층간절연막의 측벽에만 존재하게 된다. 보다 구체적으로, 상기 제2층간절연막(208)의 제1단 부터 제6단(208-1, 208-2, 208-3, 208-4, 208-5, 208-6)의 측벽에만 존재하게 된다. Referring to FIG. 4F, a second spacer etching process is performed on the third
이때, 상기 제3층간절연막(210)을 스페이서 식각하는 과정에서 상기 제2층간절연막(208)이 함께 제거되지 않도록 하여야 한다. 그러기 위해서는 이미 언급한 바와 같이, 상기 제3층간절연막(210)과 제2층간절연막(208)은 서로 다른 종류의 절연물질로 증착하는 것이 바람직할 뿐만 아니라, 상기 제2층간절연막(208)에 대하여 우수한 식각선택비를 가지는 에천트(etchant)를 이용하여 상기 제3층간절연막(210)에 대하여 스페이서 식각 공정을 실시하는 것이 바람직하다. In this case, the second
도 4g를 참조하면, 상기 결과물의 상부에 제4층간절연막(212)을 증착한다. 이때, 상기 제4층간절연막(212)은 상기 제2층간절연막(208)과 동일한 절연물질 또는 이와는 서로 다른 절연물질로 증착할 수 있다.Referring to FIG. 4G, a fourth
도 4h를 참조하면, 상기 제4층간절연막(212)에서 워드라인용 도전막(206)에 이르도록 포토리소그라피 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 제4층간절연막(212)에서 워드라인용 도전막(206)에 이르는 일정간격의 홈(214)이 형성되어 상기 워드라인용 도전막(206)이 각각의 개별 워드라인(206a)으로 분리된다.Referring to FIG. 4H, a photolithography process is performed from the fourth
도 4i를 참조하면, 상기 개별 워드라인(206a)이 형성되어 있는 상기 반도체 기판(200) 상부에 제5층간절연막(216)을 증착하여 상기 개별 워드라인(206a) 사이에 존재하는 홈(214)을 갭필한다. 이때, 상기 제5층간절연막(216)은 앞서 사용되었던 층간절연막(202, 208, 210, 212)들과 동일한 절연물질 또는 이들과는 서로 다른 절연물질로 증착할 수 있다.Referring to FIG. 4I, a fifth
도 4j를 참조하면, 상기 제5층간절연막(216)이 증착되어 있는 반도체 기판(200)에 대하여 제3차 스페이서 식각 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 제2층간절연막(208) 및 제3층간절연막(210)의 윗면이 노출된다. 또는, 상기 스페이서 식각 공정 이외에 통상의 슬리밍 공정을 실시하여 상기 제2층간절연막(208) 및 제3층간절연막(210)의 윗면을 노출시킬 수도 있다.Referring to FIG. 4J, a third spacer etching process is performed on the
상기 스페이서 식각 공정 결과, 상기 제3층간절연막(210)은 일정 간격으로 분리되어 있으며, 주변의 다른 층간절연막들에 의해 둘러싸여 다수개의 섬 형태를 이루고 있다.As a result of the spacer etching process, the third
도 4k를 참조하면, 상기 섬 형태의 제3층간절연막(210)에 대하여 딥아웃(dipout) 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 제3층간절연막(210)이 제거된 영역에는 홀(218)이 형성된다.Referring to FIG. 4K, a dipout process is performed on the island-type third
도 4l을 참조하면, 상기 홀(218)이 형성되어 있는 반도체 기판(200)에 데이터 저장물질(220)을 증착한다. 이때, 상기 홀(218) 내부에 데이터 저장물질(220)이 완전히 매립될 수 있도록 충분한 두께로 데이터 저장물질(220)을 증착한다. 그리고 나서, 상기 데이터 저장물질(220)이 형성된 반도체 기판(200)에 대하여 포토리소그라피 공정을 실시하여 상기 홀(218)의 내부 및 상기 홀(218)이 나란히 형성되어 있는 방향으로 소정 두께의 데이터 저장물질(220)이 남겨지도록 한다. Referring to FIG. 4L, the
상기 도 2l에 도시되어 있는 제1실시예에서의 데이터 저장물질(120)과 제2실시예에서의 데이터 저장물질(220)의 형태를 비교해 보면 다음과 같은 차이점이 있다. When comparing the shapes of the
상기 제1실시예에서는 데이터 저장물질(120)이 홀(118) 내부에만 형성되어 있어 주위의 절연막과 수평을 이루고 있는데 비하여, 제2실시예에서는 홀(218)의 내부에 형성되어 있음은 물론 상기 홀(218)이 나란히 형성되어 있는 방향으로 소정 두께의 데이터 저장물질(220)이 형성되어 주위의 절연막에 비해 돌출되어 있다. 이처럼 도출 형성된 영역(참조부호 "C")으로 인하여 상기 제1실시예의 데이터 저장물질(120)에 비해 비트라인(후속의 공정을 통해 형성됨)과의 전기적 연결이 보다 용이해질 수 있다. In the first embodiment, the
이때, 상기 홀(218)에 매립되는 상기 데이터 저장물질의 종류에 따라 PCRAM, RRAM, STT-RAM, PoRAM등을 형성할 수 있게 된다. In this case, the PCRAM, the RRAM, the STT-RAM, and the PoRAM may be formed according to the type of the data storage material buried in the
예컨대, PCRAM을 형성하고자 하는 경우, 상기 홀(218) 내부에 다이오드와 데이터 저장물질을 차례로 증착한다. For example, when forming a PCRAM, a diode and a data storage material are sequentially deposited in the
상기 다이오드는 셀을 선택하기 위한 스위칭 소자로서, Si, SiGe, Ge, GaAs등으로 형성하거나, PN 다이오드 또는 쇼트키 다이오드로도 형성할 수 있다.The diode is a switching element for selecting a cell, and may be formed of Si, SiGe, Ge, GaAs, or the like, or may be formed of a PN diode or a Schottky diode.
그리고, 상기 데이터 저장물질로서, Te, Se, Ge, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 데이터 저장물질로서, Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, S, Si, P, O, N 및 이들의 혼합물 또는 합금으로 형성할 수 있다. 그리고, 상기 데이터 저장물질 매립시, 단면적을 감소시키기 위하여 홀(218)의 내부 측벽에 스페이서(미도시)를 더 형성할 수도 있다.The data storage material may be formed of a material selected from the group consisting of Te, Se, Ge, mixtures thereof, and alloys thereof. More specifically, the data storage material may be formed of Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, S, Si, P, O, N, and mixtures or alloys thereof. When the data storage material is embedded, a spacer (not shown) may be further formed on the inner sidewall of the
그리고, 상기 다이오드 상부에 히터(미도시)를 더 형성할 수도 있는데, 이러한 히터로서는 상기 워드라인(206a) 형성에 사용된 물질인 합금, 금속 산화질화물 또는 도전성 탄소화합물등으로 형성할 수 있다. 보다 구체적으로 W, Cu, TiN, TaN, WN, MoN, NbN, TiSiN, TiAlN, TiBN, ZrSiN, WSiN, WBN, ZrAlN, MoSiN, MoAlN, TaSiN, TaAlN, Ti, Mo, Ta, TiSi, TaSi, TiW, TiON, TiAlON, WON, TaON등으로 형성할 수 있다. 또는 MIEC(Mixed Ionic Electronic Conductor), OTS(Ovonix Threshold Switch) 특성을 가지는 물질로도 형성할 수도 있다.In addition, a heater (not shown) may be further formed on the diode, and the heater may be formed of an alloy, a metal oxynitride, a conductive carbon compound, or the like, which is a material used to form the
그리고, 상기 스위칭 소자인 다이오드와 히터의 계면간 접촉 저항을 감소시키기 위하여 오믹층(미도시)을 더 형성할 수 있다. 이때, 상기 오믹층은 예컨대 실리사이드로 형성될 수 있다.In addition, an ohmic layer (not shown) may be further formed to reduce contact resistance between the diode, which is the switching element, and the interface of the heater. In this case, the ohmic layer may be formed of silicide, for example.
도 4m을 참조하면, 상기 데이터 저장물질(220)이 형성되어 있는 반도체 기판(200) 상부에 비트라인용 도전막(222)을 증착한다. 이때, 상기 비트라인용 도전막(222)으로서는 예컨대, 금속, 합금, 금속 산화질화물 또는 도전성 탄소화합물등이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로는, W, Cu, TiN, TaN, WN, MoN, NbN, TiSiN, TiAlN, TiBN, ZrSiN, WSiN, WBN, ZrAlN, MoSiN, MoAlN, TaSiN, TaAlN, Ti, Mo, Ta, TiSi, TaSi, TiW, TiON, TiAlON, WON, TaON등이 이용될 수 있다. Referring to FIG. 4M, a bit line
도 4n을 참조하면, 상기 비트라인용 도전막(222)에 대하여 제4차 스페이서 식각 공정을 실시한다. 그 결과, 상기 데이터 저장물질(220) 상부에만 비트라인용 도전막이 남아 각각의 개별 비트라인(222a)을 형성하게 된다. 그리고, 이처럼 개별 분리된 비트라인(222a)은 하부의 워드라인(206a)과 서로 교차 연결되어 셀을 선택 구동시키게 된다.Referring to FIG. 4N, a fourth spacer etching process is performed on the bit line
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 반도체 기판 상부에 슬리밍 공정을 통하여 계단형의 절연막을 형성한 뒤, 수회의 물질막(도전막, 절연막) 증착 공정 및 스페이서 식각 공정을 실시하여 상기 계단형의 절연막 측벽에 다수개의 메모리 셀을 형성한다.As described above, in the present invention, a stepped insulating film is formed on the semiconductor substrate through a slimming process, and then a plurality of material film (conductive film, insulating film) deposition processes and a spacer etching process are performed. Form a plurality of memory cells in the.
구체적으로 살펴보면, 상기 도 4a 내지 도 4n에 도시되어 있는 반도체 메모리 소자의 제조과정, 즉 하부의 워드라인에서 상부의 비트라인을 형성하는 과정에서 포토리소그라피 공정은 워드라인용 도전막을 개별 워드라인으로 분리시키는 과정(도 4g → 4h)과 홀(218) 내부에 데이터 저장물질(220)을 형성하는 과정(4k → 4l)에서 모두 2번 적용되었다. Specifically, in the process of manufacturing the semiconductor memory device illustrated in FIGS. 4A to 4N, that is, in the process of forming the upper bit line from the lower word line, the photolithography process separates the conductive film for the word line into individual word lines. In the process of forming the
이처럼, 본 발명에서는 물질막을 패터닝함에 있어서, 스페이서 식각 공정을 주로 사용하는 반면, 패턴 형성을 위한 타 식각공정에 비해 공정이 복잡하고 난이도가 높아 상대적으로 비용손실이 많은 포토리소그라피 공정 횟수를 최소화함으로써 수율을 증대시키고 제조비용을 절감할 수 있게 된다. 또한, 다수개의 메모리 셀들이 계단 구조를 이루고 있어 고집적에 한층 더 유리한 장점을 가진다. As described above, the present invention mainly uses a spacer etching process in patterning a material film, while minimizing the number of photolithography processes, which are relatively costly and have high cost, compared to other etching processes for pattern formation. It is possible to increase the cost and reduce the manufacturing cost. In addition, since a plurality of memory cells have a step structure, it is more advantageous for high integration.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 개략적으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It can be understood that Therefore, the embodiments described above are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
100,200: 반도체 기판 102,202: 제1층간절연막
104,204: 측벽 106,206: 워드라인용 도전막
106a,206a: 워드라인 108,208: 제2층간절연막
110,210: 제3층간절연막 112,212: 제4층간절연막
114,214: 홈 116,216: 제5층간절연막
118,218: 홀 120,220: 데이터 저장물질
122,222: 비트라인용 도전막 122a,222a: 비트라인100,200: semiconductor substrate 102,202: first interlayer insulating film
104, 204:
106a, 206a: wordline 108,208: second interlayer insulating film
110,210: third interlayer insulating film 112,212: fourth interlayer insulating film
114,214: groove 116,216: fifth interlayer insulating film
118,218: Hall 120,220: data storage material
122, 222: bit line
Claims (18)
상기 계단형의 절연막 측부에 형성되어 있으며, 데이터 저장물질의 최상부 표면이 주위의 다른 물질막과 동일선상에 위치하는 다수개의 메모리 셀;
상기 계단형의 절연막 상에 형성되며, 상기 메모리 셀의 하부에 형성되어 있는 계단형의 워드라인; 및
상기 메모리 셀의 상부에 상기 워드라인과 교차 형성되어 있는 비트라인을 포함하는 계단형의 반도체 메모리 소자.A stepped insulating film formed on the semiconductor substrate through a slimming process;
A plurality of memory cells formed on the sidewalls of the stepped insulating layer and having the top surface of the data storage material collinear with other surrounding material films;
A stepped word line formed on the stepped insulating layer and formed under the memory cell; And
And a bit line intersecting the word line on the memory cell.
상기 계단형의 절연막 측부에 형성되어 있으며, 데이터 저장물질의 최상부 표면이 주위의 다른 물질막에 비해 보다 높은 다수개의 메모리 셀;
상기 계단형의 절연막 상에 형성되며, 상기 메모리 셀의 하부에 형성되어 있는 계단형의 워드라인; 및
상기 메모리 셀의 상부에 상기 워드라인과 교차 형성되어 있는 비트라인을 포함하는 계단형의 반도체 메모리 소자.A stepped insulating film formed on the semiconductor substrate through a slimming process;
A plurality of memory cells formed on a side of the stepped insulating layer and having a top surface of the data storage material higher than other material films in the vicinity;
A stepped word line formed on the stepped insulating layer and formed under the memory cell; And
And a bit line intersecting the word line on the memory cell.
상기 계단 구조의 제1층간절연막 상부에 워드라인용 도전막을 증착하는 단계와;
상기 워드라인용 도전막 상부에 제2층간절연막을 증착한 뒤, 상기 제2층간절연막을 식각하여 상기 워드라인용 도전막의 측벽에 상기 제2층간절연막을 형성하는 단계와;
상기 제2층간절연막이 형성되어 있는 반도체 기판 상부에 제3층간절연막을 증착한 뒤, 상기 제3층간절연막을 식각하여 상기 제2층간절연막의 측벽에 상기 제3층간절연막을 형성하는 단계와;
상기 제3층간절연막이 형성되어 있는 반도체 기판 상부에 제4층간절연막을 증착한 뒤, 상기 제4층간절연막에서 워드라인용 도전막에 이르도록 식각 공정을 실시하여 상기 워드라인용 도전막을 개별 워드라인으로 분리하는 단계와;
상기 개별 워드라인이 형성되어 있는 반도체 기판 상부에 제5층간절연막을 증착하여 상기 개별 워드라인 사이에 존재하는 홈을 갭필하는 단계와;
상기 제5층간절연막이 증착되어 있는 반도체 기판에 대하여 식각 공정을 실시하여 상기 제3층간절연막의 윗면을 노출시킨 뒤, 상기 노출된 제3층간절연막을 제거하는 단계와;
상기 제3층간절연막이 제거된 홀에 데이터 저장물질을 형성하는 단계와;
상기 데이터 저장물질 상부에 비트라인을 형성하는 단계를 포함하는 계단형 반도체 메모리 소자의 제조방법.Depositing a first interlayer dielectric layer on the semiconductor substrate, and repeating an etching process on the first interlayer dielectric layer to form a stepped structure;
Depositing a conductive film for a word line on the first interlayer insulating film of the staircase structure;
Depositing a second interlayer insulating film on the word line conductive film, and etching the second interlayer insulating film to form the second interlayer insulating film on sidewalls of the word line conductive film;
Depositing a third interlayer dielectric layer on the semiconductor substrate on which the second interlayer dielectric layer is formed, and etching the third interlayer dielectric layer to form the third interlayer dielectric layer on sidewalls of the second interlayer dielectric layer;
After depositing a fourth interlayer dielectric layer on the semiconductor substrate on which the third interlayer dielectric layer is formed, an etching process is performed from the fourth interlayer dielectric layer to the word line conductive layer to separate the word line conductive layers into individual word lines. Separating into;
Depositing a fifth interlayer dielectric layer on the semiconductor substrate on which the individual word lines are formed, thereby gap filling the grooves between the individual word lines;
Performing an etching process on the semiconductor substrate on which the fifth interlayer insulating film is deposited to expose an upper surface of the third interlayer insulating film, and then removing the exposed third interlayer insulating film;
Forming a data storage material in the hole from which the third interlayer insulating film is removed;
Forming a bit line on the data storage material.
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US9780113B2 (en) | 2015-02-10 | 2017-10-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for fabricating semiconductor device including a first ILD with sloped surface on a stacked structure and a second ILD on the first ILD |
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- 2012-08-29 KR KR1020120095226A patent/KR102030485B1/en active IP Right Grant
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